Đặc trưng vật lý, thạch học của đá chứa Pliocene khu vực trung tâm bể sông Hồng
PETROVIETNAM
TẠP CHÍ DẦU KHÍ
Số 8 - 2019, trang 21 - 28
ISSN-0866-854X
ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ, THẠCH HỌC CỦA ĐÁ CHỨA PLIOCENE
KHU VỰC TRUNG TÂM BỂ SÔNG HỒNG
Trần Thị Thanh Thúy1, Nguyễn Tiến Thịnh1, Nguyễn Thanh Tùng1, Đỗ Quang Đối2, Nguyễn Hoàng Anh1, Nguyễn Thị Thanh Thủy1
1Viện Dầu khí Việt Nam
2Hội Dầu khí Việt Nam
Email: thuyttt@vpi.pvn.vn
Tóm tắt
Bài báo giới thiệu kết quả phân tích mâu thạch học, mâu lli, ,MI và minh giải tài liệu địa vật ly giếng khoan để làm rl đđc trưng của
đá chưa Pliocene ở khu vực trung tâm bể Sông Hông. Đó là các lớp cát kết mỏng, mịn nằm xen kep các lớp bột/sét kết mỏng bở rời được
hình thành trong môi trường tư thhm ngoài đến biển sâu với độ hạt tư mịn đến rất mịn, độ chọn lọc tư tốt đến rất tốt, hình dạng hạt bán
góc cạnh đến bán tròn cạnh. Đá chưa Pliocene ở khu vực này được đánh giá tư khá đến rất tốt, chủ yếu là các độ rỗng nguyên sinh có độ
liên thông khá đến tốt dù đôi chỗ bị lấp nhét bởi các khoáng vật tại sinh, phân lớp mỏng, độ gắn kết yếu, với độ rỗng hiệu dụng trung bình
trong khoảng 20 - 30%, độ thấm tư 2 - 1.000mD.
Từ khóa: Pliocene, đá chưa, cát kết, địa vật ly giếng khoan, thạch học, bể Sông Hông.
1. Giới thiệu
Bể Sông Hồng là bể trầm tích Đệ Tam nằm trong
Pliocene. Năm 2009 cũng đối tượng chứa này, tại cấu tạo
Y, giếng khoan 113-B-2X cho dòng khí 291 nghìn m3/ngày.
Một loạt các giếng khoan khác tại cấu tạo T Lô 111/04, X Lô
khoảng 106º9’44” - 110º0’18” kinh độ Đông, 14o0’ -
21o30’vĩ độ Bắc. Phía Bắc bể độ sâu nước biển thay đổi
trong khoảng 20 - 40m. Địa hình đáy biển thoải dần về
phía Đông Nam và đạt chiều sâu lớn nhất tại khu vực
giáp bể Phú Khánh và trũng Đông Bắc Tri Tôn. Vùng
trung tâm độ sâu nước biển thay đổi trong khoảng 20
- 90m với chiều dày trầm tích ước tính đạt trên 16km.
Vùng phía Nam (từ Lô 114 - 121), mực nước thay đổi từ
30 - 800m có chỗ trên 1.000m và phần phía Đông là đới
phân dị Hoàng Sa [1, 2].
Khu vực nghiên cứu gồm Lô 111/04 và Lô 111 &
113 thuộc trung tâm bể trầm tích Sông Hồng (Hình 1)
[1, 3]. Đặc điểm chính của khu vực này là các tầng trầm
tích nghiêng thoải dần và dày lên về phía trung tâm
trũng (nơi dày nhất dự báo trên 16km). Các cấu tạo
thay đổi từ loại bao phủ kế thừa trên móng, hoặc các
khối đứt gãy ở phía Tây đến loại cấu trúc liên quan đến
diapir sét ở phụ trũng trung tâm.
Năm 2007, tại Lô 113 Liên doanh Vietgazprom đã
tiến hành khoan thăm dò giếng khoan 113-A-1X tại
cấu tạo X cho dòng khí 388 nghìn m3/ngày ở đối tượng
Ngày nhận bài: 29/7/2019. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 01 - 06/8/2019.
Ngày bài báo được duyệt đăng: 12/8/2019.
Hình 1. Vị trí khu vực nghiên cứu trên bản đồ phân vùng cấu trúc bể Sông Hồng
(Bản đồ phân vùng cấu trúc, Nguyễn Thị Dậu, 2012)
DẦU KHÍ - SỐ 8/2019
21
THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ
111&113, Y và Z Lô 113 cũng cho dòng
khí nhỏ hơn và các biểu hiện tương tự
tại đối tượng chứa này, với tổng chiều
dày các vỉa chứa dao động từ 26m ở
giếng khoan 111-A-2X đến 57m ở giếng
khoan 113-A-5X và mỏng hơn ở các
giếng khoan 113-A-1X, 113-A-3X (Hình
2) [4, 5].
DST#4:
Q_khí: 76.600m3/ngày
Q_nước: 173m3/ngày
Nóc tầng chứa Pliocene
2. Đặc trưng vật lý, thạch học của đá
chứa Pliocene trong khu vực nghiên
cứu
Đáy tầng chứa Pliocene
DST#5:
Q_khí: 600m3/ngày
Q_nước: 194,7m3/ngày
2.1. Kết quả phân tích mẫu
Hình 2. Các tầng chứa Pliocene trong khu vực nghiên cứu
Đá chứa cát kết Pliocene gồm nhiều
loại: Arkose, subarkose, lithic arkose và
felspathic. Thành phần khung đá biến
đổi trong dải rộng, hàm lượng thạch
anh cao chiếm 57 - 83%, feldspar chiếm
12 - 27% và tỷ lệ mảnh đá từ vài % đến
trên 20% (Hình 3a và b). Đặc điểm đáng
chú ý là phần lớn các mẫu đá cát kết
phân tích đều chứa matrix sét với tỷ
lệ cao đến rất cao, dao động từ 10%
đến trên 20% (Hình 3c). Sét trong đá
chứa Pliocene có thành phần illite rất
cao (> 50%), làm giảm độ thấm của đá
chứa, kaolinite chiếm khoảng 30% có
thể làm giảm độ rỗng của đá chứa, các
khoáng vật sét còn lại như chlorite hoặc
smectite chiếm tỷ lệ nhỏ nên không
ảnh hưởng nhiều đến tính chất thấm
chứa của đá (Hình 4).
Hình 3. Thành phần (a) và phân loại đá chứa cát kết Pliocene (b) thành phần hạt mịn < 15%,
(c) thành phần hạt mịn > 15%) (theo L.B.Folk, 1974)
Quartz
111-A-4X
113-B-1X
111-B-2X
111-A-1X
111-A-3X
Đá chứa cát kết có độ hạt từ mịn
đến rất mịn, độ chọn lọc từ tốt đến rất
tốt, hình dạng hạt bán góc cạnh đến
bán tròn cạnh, đôi chỗ bán tròn cạnh
đến tròn cạnh. Do đá đang ở giai đoạn
đầu của quá trình biến đổi thứ sinh nên
mức độ gắn kết từ yếu đến trung bình
(tiếp xúc hạt dạng điểm, đường) giúp
độ rỗng của đá được bảo toàn. Đá có độ
rỗng nhìn thấy từ trung bình đến cao
(4,8 - 19%) và phần lớn là các lỗ rỗng
nguyên sinh; có độ liên thông khá đến
tốt dù đôi chỗ bị lấp nhét bởi khoáng
vật tại sinh; hạt vụn chưa bị tiếp xúc,
nén ép (Hình 5 - 7).
a.
0%
50%
100%
3:1
1:3
1:1
Clay
Carbonate
b.
111-A-4X
113-C-1X
Illite-
Smectite
4%
Smectite
2%
Kaolinite
30%
Kaolinite
Chlorite
Illite
113-B-2X
113-A-1X
Illite
53%
Chlorite
11%
Illite-Smectite
Smectite
113-A-3X
Hình 4. Phân loại xi măng (a) và thành phần khoáng vật sét của đá chứa cát kết Pliocene (b)
Xi măng carbonate tại khu vực
DẦU KHÍ - SỐ 8/2019
22
PETROVIETNAM
nghiên cứu xuất hiện không đồng nhất, mang
tính chất địa phương với hàm lượng dao động từ
không xuất hiện tới 17,6% tổng thành phần đá.
Sự có mặt của xi măng carbonate lấp nhét vào lỗ
rỗng đã làm giảm tính chất thấm chứa của đá.
Ngoài các tập cát sạch, đá chứa Pliocene
trong khu vực nghiên cứu gồm cả cát/bột kết
phân lớp mỏng xen kẹp bột/sét kết bở rời, đây
là đối tượng chứa dầu khí đã được khẳng định
tiềm năng tại khu vực trũng trung tâm bể Sông
Hồng. Đá chứa cát/bột/sét kết phân lớp mỏng có
hàm lượng matrix từ dưới 10% đến 30% (Hình 8),
có độ mài tròn và chọn lọc tốt. Đá cát kết có độ
hạt mịn, bột kết có độ hạt thô, độ gắn kết yếu (bở
rời), các hạt không tiếp xúc nhau hoặc tiếp xúc
dạng điểm (Hình 9a) giúp gia tăng độ rỗng của đá
mặc dù các lớp bột/sét kết mỏng xen kẹp là một
trong các nguyên nhân làm giảm độ thấm của đá
chứa (Hình 9b, 10a và b). Đây chính là điểm đặc
trưng của đá chứa Pliocene khu vực trung tâm bể
Sông Hồng. Tuy nhiên, đôi chỗ khoáng vật tại sinh
chiếm hàm lượng đáng kể đã lấp nhét hoàn toàn
hoặc một phần vào lỗ rỗng giữa hạt làm giảm sự
liên thông của lỗ rỗng và ảnh hưởng đến độ thấm
của đá (Hình 11).
Hình 5. Giếng khoan 113-A-3X: Đá cát kết hạt mịn, sự có mặt của glauconite (G) khá phổ biến, hàm
lượng xi măng/sét rất thấp (3%), độ rỗng nhìn thấy cao (19%)
Bên cạnh đó, các quá trình biến đổi thứ sinh
cũng ảnh hưởng đến tính chất đá chứa Pliocene,
trong đó gồm cả các quá trình làm giảm và làm
tăng tính thấm chứa. Mức độ ảnh hưởng của các
quá trình biến đổi thứ sinh trong đối tượng đá
chứa Pliocene được thể hiện ở Hình 13. Theo đó
các quá trình làm tăng và giảm chất lượng chứa
kéo dài từ giai đoạn biến đổi sớm đến muộn của
quá trình thành đá. Các quá trình làm giảm độ
Hình 6. Giếng khoan 113-C-1X: Đá cát kết hạt rất mịn, độ chọn lọc tốt, độ mài tròn
trung bình, hình dạng bán góc cạnh đến bán tròn cạnh, độ gắn kết yếu, hạt vụn chưa bị tiếp xúc,
nén ép, độ rỗng nhìn thấy cao (10,6%).
Hình 7. Giếng khoan 113-A-3X: Cát kết thạch anh (Q), hạt rất mịn, độ gắn kết yếu, độ chọn lọc khá tốt, độ rỗng nhìn thấy cao (17,2%), kênh thông nối bị giảm bởi các khoáng vật tại sinh.
DẦU KHÍ - SỐ 8/2019
23
THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ
Hình 8. Thành phần thạch học của đá bột kết Pliocene
(a)
(b)
Hình 9. Giếng khoan 111-B-2X: Đá bột kết hạt thô có độ chọn lọc tốt, gắn kết yếu, độ rỗng nhìn thấy cao (18%) (a), phân lớp mỏng nằm xen kẹp giữa các lớp sét (b).
DẦU KHÍ - SỐ 8/2019
24
PETROVIETNAM
(b)
(a)
Hình 10. Đặc trưng phân lớp mỏng của đá cát/bột kết qua tài liệu mẫu thạch học (a) và tài liệu FMI (b)
Illite -
Smectite
4%
Smectite
0%
Kaolinite
26%
Illite
59%
Chlorite
11%
Kaolinite
Chlorite
Illite
Illite-Smectite
Smectite
(b)
(a)
Hình 11. Giếng khoan 113-B-1X: Đá sét kết thành phần khá đồng nhất gồm chủ yếu là các khoáng vật sét, calcite và dolomite vi hạt, hóa đá (F) bảo tồn kém do các buồng
và thành hóa đá bị calcite lấp đầy, đá không có độ rỗng
Giai đoạn biến đổi
Các hiện tượng
biến đổi chính
Ảnh hưởng
tới độ rỗng
Katagenes sớm
Katagenes muộn
Sét matrix lấp đầy
Nén kết
Thành tạo khoáng vật tại sinh chính
- Pyrite
Giảm độ rỗng
nguyên sinh
- Xi măng carbonate
- Illite và các khoáng vật sét khác
- Thạch anh
Tăng độ rỗng
thứ sinh
Hòa tan khoáng vật kém bền vững
Hình 12. Ảnh hưởng của quá trình biến đổi thứ sinh lên chất lượng đá chứa Pliocene
DẦU KHÍ - SỐ 8/2019
25
THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ
Master log
Kết quả phân tích thạch học
DST#3: 18.900m3/ngày
(95%methane), ít condensate,
1,18m3 nước/ngày
Chủ yếu là bột và sét
DST#2: 104.500m3khí/ngày
(94%methane), 7,32m3/ngày
condensate, 0,81m3 nước/ngày
Trong khoảng thử DST thành phần
thạch hoặc chủ yếu là bột và sét
Hình 13. Đặc trưng đá chứa cát/bột/sét bở rời Pliocene theo tài liệu mẫu thạch học và Masterlog ở giếng khoan 113-A-3X
Quan hệ giữa độ rỗng và độ thấm của đá cát
Quan hệ giữa độ rỗng và độ thấm của đá
sét/bột kết Pliocene
kết Pliocene
10000
1000
100
10
10000
1000
100
10
111-A-1X
111-A-1X
11-A
11-A
111-A-4X
1 -2X
3 -3X
111-A-2X
13-A
11-A
113-A-5X
1 -3X
113-A-5X
113-B-2X
1 -4X
1
1
113-B-2X
0,1
0,1
0,01
0,01
5
15
25
Độ rỗng (%)
(a)
35
45
5
15
25
35
Độ rỗng (%)
(b)
Hình 14. Quan hệ giữa độ rỗng và độ thấm của đá chứa cát kết (a) và bột/sét kết (b) Pliocene
rỗng gồm có các quá trình nén ép, quá trình thành tạo
khoáng vật thứ sinh như pyrite, calcite, siderite, illite và các
khoáng vật sét khác… trong khi các yếu tố làm tăng độ
rỗng là quá trình hòa tan các khoáng vật kém bền vững.
Tuy nhiên, do trầm tích Pliocene được thành tạo ở khu vực
nông với nhiệt độ và áp suất thấp nên đá chưa bị biến đổi
mạnh và chịu ảnh hưởng nhiều từ các quá trình trên, vì
vậy tính chất thấm chứa của đá vẫn được bảo tồn khá tốt.
qua tài liệu Masterlog, kết quả phân tích chỉ số rỗng - thấm
từ tài liệu mẫu lõi và các thông số xác định được từ tài
liệu địa vật lý giếng khoan. Thành phần thạch học khu vực
trung tâm bể Sông Hồng chủ yếu là bột/sét kết bão hòa
khí xen kẹp các lớp cát kết mỏng, do đó đối tượng chứa sẽ
là cát kết và bột/sét kết bở rời. Hình 13 cho thấy rất rõ đặc
trưng loại đá chứa này qua tài liệu Masterlog và tài liệu
thạch học với dòng khí chính trong các khoảng thử vỉa
DST là từ các lớp cát/bột/sét bở rời của thành hệ Pliocene.
2.2. Kết quả phân tích địa vật lý giếng khoan
Các kết quả phân tích mẫu lõi cũng cho thấy cát/bột/
sét kết xen kẹp là một loại đá chứa tốt ở khu vực trung
tâm bể Sông Hồng. Kết quả phân tích đặc tính vật lý
Kết hợp với các kết quả phân tích mẫu thạch học, đặc
trưng vật lý của đá chứa Pliocene còn được đánh giá thông
DẦU KHÍ - SỐ 8/2019
26
PETROVIETNAM
DS1#3:
Khí: 18.900m3 khí/ngày
(95% methane)
Condensate: Dòng nhỏ
Nước: 1,18m3 nước/ngày
PHIEtb: 20%
Swtb: 52%
DST#2:
Khí: 104.500m3 khí/ngày
(94% methane),
Condensate: 7,32m3/ngày
Nước: 0,81m3/ngày
PHIEtb: 26%
Swtb: 54%
Hình 15. Kết quả phân tích địa vật lý giếng khoan đá chứa Pliocene, giếng khoan 113-A-3X
Bảng 1. Các thông số phân tích từ tài liệu địa vật lý giếng khoan của đá chứa Pliocene
Tầng chứa
Tầng sản phẩm
Giếng
khoan
Tổng chiều dày
hệ tầng (m)
Hệ tầng
Net (m) NTG (v/v) Av Phie (v/v) Net (m)
NTG (v/v)
0,01
0,02
0,05
0,11
0,04
-
Av Phie (v/v) Av Sw (v/v)
111-T-1X
113-A-1X
111-A-2X
113-A-3X
111-A4X
113-A-5X
113-B-2X
Pliocene
Pliocene
Pliocene
Pliocene
Pliocene
Pliocene
Pliocene
1.441
1.318
385
458
484
114,9
212,8
220
212
176
0,08
0,16
0,57
0,46
0,36
0,50
0,28
0,18
0,26
0,22
0,25
0,19
0,26
0,17
20,0
29,3
19,6
54,0
20,0
-
0,12
0,28
0,22
0,25
0,19
-
0,68
0,52
0,55
0,51
0,51
-
332
501
166
139,6
60,9
0,12
0,17
0,68
rỗng - thấm cho thấy, đá chứa cát kết Pliocene có độ rỗng
biến đổi từ tốt đến rất tốt (khoảng 20 - 35%), độ thấm từ
trung bình đến rất tốt với giá trị dao động từ 2mD đến
gần 1.000mD (Hình 14a); đối với đá chứa bột/sét bở rời
Pliocene - đối tượng chưa từng bắt gặp ở các bể trầm tích
chứa dầu khí khác ở Việt Nam, độ rỗng và độ thấm biến
đổi từ khá đến tốt với giá trị độ rỗng trung bình dao động
từ 13 - 27% và độ thấm từ 0,2 - 100mD (Hình 14b). Hình
14b cho thấy tính chất phức tạp của loại đá chứa bột/
sét bở rời này khi độ rỗng và độ thấm phân bố xâm tán,
không theo quy luật như đá cát kết, nhưng lại là đối tượng
chứa rất tiềm năng của khu vực nghiên cứu. Kết hợp với
kết quả phân tích địa vật lý giếng khoan (Hình 15 và Bảng
1) cho thấy khả năng chứa của cát/bột kết Pliocene biến
đổi từ khá đến rất tốt với giá trị độ rỗng trung bình đạt
từ 12 - 28%, tỷ lệ đá chứa trên tổng chiều dày hệ tầng
(NTG) trung bình đạt 38%. Kết quả thử vỉa cho đối tượng
đá chứa Pliocene đã đem lại những tín hiệu lạc quan ban
đầu cho khu vực nghiên cứu khi lưu lượng khí của một số
giếng khoan tại khu vực trung tâm như 113-A-4X, 111-A-
1X đạt từ 220.000 m3/ngày (không ra nước) đến 388.000
m3/ngày [4]. Đây chính là kết quả quan trọng để đối sánh
với kết quả tính độ bão hòa nước (Sw) từ tài liệu địa vật
lý giếng khoan khi đường cong điện trở bị ảnh hưởng
bởi tính chất phức tạp của đá chứa Pliocene (cát/bột/sét
phân lớp mỏng xen kẹp).
3. Kết luận
Thông qua tài liệu phân tích mẫu thạch học, mẫu lõi,
FMI cũng như kết quả minh giải tài liệu địa vật lý giếng
khoan, có thể rút ra một số kết luận sau:
- Đá chứa Pliocene ở khu vực trung tâm bể Sông
Hồng gồm 2 loại chính: (i) Cát kết với rất nhiều thành phần
khác nhau (arkose, subarkose, lithic arkose và felspathic);
(ii) Các vỉa cát/bột kết bở rời rất mỏng nằm xen kẹp với các
vỉa sét kết.
- Đá chứa Pliocene ở khu vực này được đánh giá từ
DẦU KHÍ - SỐ 8/2019
27
THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ
khá đến rất tốt với độ hạt từ mịn đến rất mịn, độ chọn lọc
từ tốt đến rất tốt, hình dạng hạt bán góc cạnh đến bán
tròn cạnh, chủ yếu là các độ rỗng nguyên sinh có độ liên
thông khá đến tốt dù đôi chỗ bị lấp nhét bởi các khoáng
vật tại sinh, phân lớp mỏng, độ gắn kết yếu, được hình
thành trong môi trường thềm ngoài đến biển sâu với độ
rỗng hiệu dụng trung bình trong khoảng 20 - 30%, độ
thấm từ 2 - 1.000mD.
2. Trịnh Xuân Cường và nnk. Tổng kết và đánh giá
công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí ở Việt Nam giai đoạn
2000 - 2009, nghiên cứu đề xuất phương hướng tìm kiếm
thăm dò đến 2020. Viện Dầu khí Việt Nam. 2012.
3. Nguyễn Thanh Tùng và nnk. Tổng kết, đánh giá
công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí ở Việt Nam giai đoạn
2011 - 2015 và phương hướng tìm kiếm thăm dò tiếp theo.
Viện Dầu khí Việt Nam. 2016.
- Kết quả thử vỉa thành công ở một số giếng khoan
cho thấy đá chứa Pliocene là đối tượng rất tiềm năng
ở khu vực trung tâm bể Sông Hồng, vì vậy cần có định
hướng nghiên cứu chi tiết hơn trong tìm kiếm, thăm dò và
khai thác cho đối tượng này.
4. Vietgazprom JOC. Hydrocarbon initial in place and
reserves assessment report, Bao Vang field, Block 111/04, 112
& 113 (up to 10/2014). 2015.
5. Nguyễn Trung Hiếu và nnk. Minh giải tài liệu địa
chấn 2D - Dự án điều tra cơ bản khảo sát địa chấn 2D liên
kết các bể trầm tích thềm lục địa Việt Nam. Viện Dầu khí Việt
Nam. 2014.
Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Thị Dậu và nnk. Đánh giá tiềm năng dầu
khí bể Sông Hồng. Dự án “Đánh giá tiềm năng dầu khí trên
vùng biển và thềm lục địa Việt Nam”. Viện Dầu khí Việt
Nam 2014.
PLIOCENE RESERVOIR CHARACTERISTICS IN THE CENTRE
OF SONG HONG BASIN
Tran Thi Thanh Thuy1, Nguyen Tien Thinh1, Nguyen Thanh Tung1, Do Quang Doi2, Nguyen Hoang Anh1, Nguyen Thi Thanh Thuy1
1Vietnam Petroleum Institute
2Vietnam Petroleum Association
Email: thuyttt@vpi.pvn.vn
Summary
This paper presents the results of petrography and core analysis, FMI and log interpretation to define Pliocene reservoir characteristics
in the centre of Song Hong basin. The reservoirs, which are fine-thin sandstone layers interbedded with unconsolidated siltstone/
claystone deposited in outer-shelf to deep marine, could be defined as fine to very fine grain size, good to very good sorting, sub-angular
to sub-rounded grain shape. The Pliocene reservoir quality is fair to very good, featured by thin-bedded, weak consolidated, and almost
primary porosity with good connection, sometimes filled by authigenic minerals. The effective porosity and permeability range from
20 - 30% and 2 - 1,000mD, respectively.
Key words: Pliocene, reservoir, sandstone, well log, petrography, Song Hong basin.
DẦU KHÍ - SỐ 8/2019
28
8 trang
13260
Free
Bạn đang xem tài liệu "Đặc trưng vật lý, thạch học của đá chứa Pliocene khu vực trung tâm bể sông Hồng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- dac_trung_vat_ly_thach_hoc_cua_da_chua_pliocene_khu_vuc_trun.pdf
